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油包水型乳状液高温稳定性

刘刚 姜超 李超 刘雪婧 杜娜 侯万国

刘刚,姜超,李超,等. 油包水型乳状液高温稳定性[J]. 钻井液与完井液,2021,38(4):404-411 doi: 10.12358/j.issn.1001-5620.2021.04.002
引用本文: 刘刚,姜超,李超,等. 油包水型乳状液高温稳定性[J]. 钻井液与完井液,2021,38(4):404-411 doi: 10.12358/j.issn.1001-5620.2021.04.002
LIU Gang, JIANG Chao, LI Chao, et al.Study on high temperature stability of invert emulsion[J]. Drilling Fluid & Completion Fluid,2021, 38(4):404-411 doi: 10.12358/j.issn.1001-5620.2021.04.002
Citation: LIU Gang, JIANG Chao, LI Chao, et al.Study on high temperature stability of invert emulsion[J]. Drilling Fluid & Completion Fluid,2021, 38(4):404-411 doi: 10.12358/j.issn.1001-5620.2021.04.002

油包水型乳状液高温稳定性

doi: 10.12358/j.issn.1001-5620.2021.04.002
基金项目: 中海油田服务股份有限公司科研项目“钻井液高端处理剂研究及应用”(YHB20YF001)
详细信息
    作者简介:

    刘刚,1983年生,高级工程师,现在从事钻井液的研究工作。电话(010)84522142;E-mail:liugang16@cosl.com.cn

    通讯作者:

    侯万国,教授,现在主要从事油田化学研究。电话(0531)88365460;E-mail:wghou@sdu.edu.cn

  • 中图分类号: TE254.3

Study on High Temperature Stability of Invert Emulsion

  • 摘要: 研究了2种乳化剂RHJ-Ⅰ和RHJ-Ⅱ的油/水界面活性及温度的影响。以国产合成油为基础油,25% CaCl2水溶液为水相,并添加Ca(OH)2制备了油包水(W/O)型乳状液,考察了体系组成、老化处理温度和静置温度等对其稳定性的影响,探讨了稳定机理。结果表明,所研究的乳化剂可显著降低合成油/水界面张力,在油/水界面形成黏弹性界面膜。所制备的W/O型乳状液具良好的分散稳定性,RHJ-Ⅰ和RHJ-Ⅱ复配具协同增稳效应。乳状液经高温(180和232 ℃)老化处理后,其稳定性明显增强,缘于乳化剂与Ca(OH)2作用形成“有机Ca(OH)2”,从而增强乳状液的高温稳定性。水/油比在1∶9~5∶5范围内增大,稳定性明显增强。

     

  • 图  1  不同温度下RHJ-Ⅰ(a)和RHJ-Ⅱ(b)对合成油水界面张力的影响

    图  2  RHJ-I和RHJ-II在老化前(a)和232 ℃老化16 h后(b)的外观

    图  3  “乳化剂-油-水”混合体系经高温老化处理16 h前后的(a)界面张力和(b)扩张模量(25 ℃,0.10 Hz)

    图  4  乳化剂经高温处理前后所配制ES-Ⅲ乳状液体系常温静置不同时间的照片

    图  5  乳化剂经高温处理前后所配制ES-Ⅲ乳状液体系稳定率随常温静置时间的变化

    图  6  RHJ-Ⅰ和RHJ-Ⅱ及其复配所配制乳状液体系 经232 ℃处理16 h后常温静置不同时间的照片

    图  7  乳状液体系经180 ℃(a)和232 ℃(b)老化处理16 h后常温静置稳定率随时间的变化

    图  8  乳状液体系(232 ℃老化16 h)的光学显微照片和液滴粒径分布图

    图  9  ES-Ⅲ乳状液体系经不同高温老化16 h后常温静置不同时间的外观照片

    图  10  ES-Ⅲ乳状液经不同高温(66~232 ℃)老化16 h后稳定率随常温静置时间的变化

    图  11  ES-Ⅲ乳状液经不同温度老化处理16 h后的光学显微照片和液滴粒径分布图

    图  12  ES-III乳状液经232 ℃老化处理16 h后在不同温度下静置不同时间的外观照片

    图  13  ES-III乳状液经高温老化16 h后在不同温度下静置其稳定率随时间的变化

    图  14  不同水/油体积比的乳状液经232 ℃老化处理16 h后室温静置不同时间的外观照片

    图  15  不同水/油体积比的乳状液经232 ℃老化处理16 h后其稳定率随室温静置时间的变化

    表  1  乳化剂在不同pH值下的水溶解度(25.0 ℃ ± 0.5 ℃)

    乳化剂不同pH值下的水溶解度/(mg/L)
    pH=6.0pH=8.0pH=10.0pH=12.0
    RHJ-Ⅰ11.423.829.671.8
    RHJ-Ⅱ8.128.652.557.4
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出版历程
  • 收稿日期:  2021-03-26
  • 网络出版日期:  2023-11-09
  • 刊出日期:  2021-07-31

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